「4点A,B,C,Dを通る正方形」を,次のように定義する。
(あ) 4点A,B,C,Dは正方形の「辺上」になくても,「辺の延長上」にあればよい。 (い) 正方形のすべての辺の「辺上」または「辺の延長上」に,4点A,B,C,Dのいずれかが1つだけある。
→
https://www.youtube.com/shorts/wq6qkH5vQF8 (ショート動画です)
→(未検証)
上記の作図方法において,任意の4点A,B,C,Dに対して,最初の2円C1,C2の取り方が
[1] 線分AB、線分CDを直径とする円
[2] 線分AC、線分BDを直径とする円
[3] 線分AD、線分BCを直径とする円
の3通りある。そして,その各々に対して
・C1のどちらの半円に交点を取るか(2通り)
・C2のどちらの半円に交点を取るか(2通り)
がある。
したがって,この作図方法だけで,実に計12通りの正方形が作図できる。
(実際には,それらには重複がある。2通りずつがペアになり,計6種類の正方形ができる。)
上記の方法で作図した12通りの正方形の大半は、4点A,B,C,Dのいくつかが正方形の辺の【延長】にある。
「4点A,B,C,Dすべてが正方形の(辺の延長上ではなく)辺上に来る正方形が必ず存在する」と言えるか?
→【解決】計6種類の正方形すべてが(辺上ではなく)辺の延長上にくる正方形である例を作ることができたため。
条件を満たす正方形は、上記の作図方法で作図できるものしかないのか?
それとも、もっとあるのか?
→【解決】4点A,B,C,Dが正方形の頂点になる位置にあるとき,条件を満たす正方形は無限に存在する。
4点A,B,C,Dの位置に関する次の条件を求めよ。
[1] 4点A,B,C,Dすべてが正方形の(辺の延長上ではなく)辺上に来る正方形が存在するための条件
[2] 条件を満たす正方形が上記の作図方法で作図できる6種類しか存在しないための条件,および無数に存在するための条件